虛擬仿真實(shí)訓(xùn)教學(xué)的探索

周毅 陳震

摘? 要：為解決“中醫(yī)骨傷科學(xué)”實(shí)訓(xùn)課難以為學(xué)生提供真實(shí)病例反復(fù)訓(xùn)練的現(xiàn)狀，提出基于虛擬仿真技術(shù)的虛擬仿真教學(xué)法，將122名中醫(yī)專業(yè)學(xué)生隨機(jī)分成虛擬仿真教學(xué)組及傳統(tǒng)教學(xué)組，前者接受虛擬仿真教學(xué)，后者接受傳統(tǒng)實(shí)訓(xùn)課教學(xué)。授課完畢后對(duì)兩組學(xué)生完進(jìn)行考核。結(jié)果顯示：虛擬仿真教學(xué)組學(xué)生操作考核平均分及學(xué)生滿意度均明顯優(yōu)于傳統(tǒng)教學(xué)組。研究表明，虛擬仿真教學(xué)法是一種行之有效的教學(xué)方法創(chuàng)新，可為其他學(xué)科實(shí)訓(xùn)課教學(xué)提供思路。

關(guān)鍵詞：教學(xué)改革;虛擬仿真教學(xué)法;中醫(yī)骨傷科學(xué)

中圖分類號(hào)：TP391.9;G642 ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2096-4706（2020）07-0191-03

The Exploration of Virtual Simulation Practice Teaching

——Based on the Practice of “Science of Bone Injury in Traditional Chinese Medicine”

ZHOU Yi，CHEN Zhen

（Hospital of Chengdu University of Traditional Chinese Medicine，Chengdu? 610072，China）

Abstract：To solve the problem “science of bone injury in traditional Chinese medicine” training class is difficult to provide students with the real cases of repeated training present situation，proposed the virtual simulation method based on virtual simulation technology，122 TCM majors were randomly divided into the virtual simulation teaching group and traditional teaching group，the former accept virtual simulation teaching，and the latter accept the traditional practice teaching. The two groups of students were assessed after the class was over. The results showed that the average score and student satisfaction of the virtual simulation teaching group were significantly better than those of the traditional teaching group. The research shows that virtual simulation teaching method is an effective teaching method innovation，which can provide ideas for the practical teaching of other subjects.

Keywords：teaching reform;virtual simulation teaching method;bone injury science of traditional Chinese medicine

0? 引? 言

“中醫(yī)骨傷科學(xué)”實(shí)訓(xùn)教學(xué)是基礎(chǔ)課向臨床課、學(xué)生向醫(yī)生轉(zhuǎn)換的橋梁課程，教師需要講解解剖、生理、病理等基礎(chǔ)知識(shí)并指導(dǎo)骨傷科學(xué)治療方法的操作實(shí)踐。在這門課程中，學(xué)生如何在較短時(shí)間內(nèi)將基礎(chǔ)知識(shí)和臨床實(shí)踐串聯(lián)起來，并熟練掌握實(shí)訓(xùn)操作是骨傷科實(shí)訓(xùn)課的教學(xué)難點(diǎn)。

1? 研究背景

“中醫(yī)骨傷科學(xué)”實(shí)訓(xùn)課是我校中醫(yī)骨傷學(xué)教研室開放的傳授骨傷科治療方法的實(shí)訓(xùn)課程。該課程注重以人為本，因材施教，強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué)及學(xué)生動(dòng)手能力的培養(yǎng)。但同時(shí)，“中醫(yī)骨傷科學(xué)”實(shí)訓(xùn)課也面臨諸多問題。首先，“中醫(yī)骨傷科學(xué)”實(shí)訓(xùn)課的教學(xué)案例多是骨折、脫位、筋傷等患者，此類患者多有疼痛表現(xiàn)，急需診治醫(yī)生準(zhǔn)確而快速的治療，無法供教師做操作講解及演示。其次，“中醫(yī)骨傷科學(xué)”實(shí)訓(xùn)課屬于實(shí)踐操作類課程，學(xué)生往往需要反復(fù)多次操作練習(xí)達(dá)到熟能生巧的地步，但由于教學(xué)案例的局限，學(xué)生通常只能相互模擬訓(xùn)練，無法真正在患者身上反復(fù)操作練習(xí)，使得目前的教學(xué)模式無法達(dá)到預(yù)期效果，亦無法顯著提高學(xué)生的臨床實(shí)踐能力。目前全國各大中醫(yī)院校都在探索相關(guān)實(shí)訓(xùn)課教學(xué)模式及方法，如探索式教學(xué)法、啟發(fā)式教學(xué)法、預(yù)留思考教學(xué)法及反轉(zhuǎn)課堂等，至今仍沒有統(tǒng)一推薦的教學(xué)方法[1]。

VR（Virtual Reality）技術(shù)是由電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、多媒體技術(shù)、傳感器技術(shù)、人機(jī)接口技術(shù)、圖像技術(shù)和仿真技術(shù)等多種技術(shù)交互而成，它是一種可以設(shè)計(jì)、體驗(yàn)的計(jì)算機(jī)虛擬仿真系統(tǒng)[2，3]。該技術(shù)通過計(jì)算機(jī)生成和控制虛擬環(huán)境，此類虛擬環(huán)境與現(xiàn)實(shí)環(huán)境基本相同。隨著科技的發(fā)展，該項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)日益成熟，并應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。

因此，我校中醫(yī)骨傷科教研室針對(duì)實(shí)訓(xùn)課教學(xué)現(xiàn)狀，提出將基于VR技術(shù)虛擬仿真教學(xué)法用于“中醫(yī)骨傷科學(xué)”實(shí)訓(xùn)教學(xué)，解決目前實(shí)訓(xùn)課面臨的難題，為學(xué)生提供一個(gè)多學(xué)科融合、高度仿真的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)的無縫對(duì)接、大學(xué)教育與社會(huì)需求的緊密結(jié)合，達(dá)到融專業(yè)教育與實(shí)踐實(shí)務(wù)為一體、融積累知識(shí)與提升能力為一體的目的[3]。

2? 虛擬仿真教學(xué)法的探索

2.1? 虛擬仿真課堂平臺(tái)建設(shè)

虛擬仿真課堂均在成都中醫(yī)藥大學(xué)中醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心進(jìn)行。由上海曼恒公司提供VR頭盔、3D眼鏡等硬件設(shè)施，并由該公司VR技術(shù)人員提供技術(shù)支持及進(jìn)行軟件制作。專家組由多名“中醫(yī)骨傷科學(xué)”課堂教學(xué)及管理經(jīng)驗(yàn)豐富的專家組成，制定教學(xué)內(nèi)容與計(jì)劃。技術(shù)工作人員按照專家組教學(xué)內(nèi)容與計(jì)劃，制作實(shí)訓(xùn)課虛擬仿真課堂軟件。軟件構(gòu)建了一個(gè)集虛擬病房、虛擬仿真標(biāo)準(zhǔn)化病人，虛擬操作儀器為一體的虛擬仿真平臺(tái)。

虛擬仿真病房以成都中醫(yī)藥大學(xué)骨科為模型，具備基本的病房布局，儀器放置與工作流程，盡可能為學(xué)生提供真實(shí)的操作環(huán)境。學(xué)生可通過瀏覽模式了解病房基本構(gòu)建、教學(xué)操作、病歷書寫等。并可使用虛擬操作儀器對(duì)虛擬仿真病人進(jìn)行模擬訓(xùn)練。以小夾板為例，通過鼠標(biāo)點(diǎn)擊和手柄操作，了解各個(gè)關(guān)鍵組件，同時(shí)可進(jìn)行小夾板固定、包扎等操作，達(dá)到與真實(shí)操作相似的效果。

2.2? 教學(xué)思路設(shè)計(jì)

2.2.1? 理論學(xué)習(xí)

“中醫(yī)骨傷科學(xué)”實(shí)訓(xùn)課共有18學(xué)時(shí)。學(xué)生在學(xué)習(xí)實(shí)訓(xùn)課之前已完成“中醫(yī)骨傷科學(xué)”實(shí)訓(xùn)內(nèi)容的理論學(xué)習(xí)。

2.2.2? 虛擬仿真教學(xué)法

（1）學(xué)生登錄虛擬仿真課堂，進(jìn)入虛擬骨傷科學(xué)教學(xué)界面，佩戴VR頭盔或使用3D眼鏡觀看3D演示視頻，熟練掌握各章節(jié)理論知識(shí)、操作要點(diǎn)。

（2）學(xué)生分階段分步驟地進(jìn)入虛擬仿真系統(tǒng)，選取典型案例情景并模擬操作訓(xùn)練，進(jìn)行反復(fù)練習(xí)。

（3）抽取具體案例進(jìn)行手法操作并完成考核。

2.2.3? 考核方法

考核采用系統(tǒng)自主進(jìn)行正誤評(píng)判和指導(dǎo)老師進(jìn)行評(píng)價(jià)的雙重評(píng)價(jià)方式進(jìn)行評(píng)價(jià)，并給予操作評(píng)價(jià)報(bào)告，以促進(jìn)學(xué)生夯實(shí)理論基礎(chǔ)，達(dá)到理論與實(shí)踐相結(jié)合。

3? 虛擬仿真教學(xué)法的實(shí)踐與效果評(píng)價(jià)

虛擬仿真教學(xué)法是我校中醫(yī)骨傷科教研室針對(duì)實(shí)訓(xùn)課而開創(chuàng)的教學(xué)方法，為實(shí)現(xiàn)理論基礎(chǔ)與實(shí)踐結(jié)合的一種課堂創(chuàng)新教學(xué)方法。為進(jìn)一步評(píng)估此種教學(xué)方法的效果，本文設(shè)計(jì)了如下對(duì)照試驗(yàn)。

3.1? 研究對(duì)象

選取2014級(jí)中醫(yī)專業(yè)1、2班學(xué)生共122名，兩個(gè)班級(jí)均在2018～2019年秋季學(xué)期學(xué)習(xí)“中醫(yī)骨傷科學(xué)”，并完成理論學(xué)習(xí)。按隨機(jī)數(shù)字表分成A組（虛擬仿真教學(xué)組）、B組（常規(guī)教學(xué)組）。兩組學(xué)生在性別、年齡、“中醫(yī)骨傷科學(xué)”理論知識(shí)測評(píng)成績比較無顯著性差異，使用的教材及授課老師均相同。

3.2? 課程安排

按照“中醫(yī)骨傷科學(xué)”實(shí)訓(xùn)課教學(xué)進(jìn)度表安排，A組在2019～2020年春季學(xué)期教學(xué)日歷第1～6周安排虛擬仿真教學(xué)法，每周3學(xué)時(shí)，共18學(xué)時(shí)。B組在2019～2020年春季學(xué)期教學(xué)日歷第1～6周安排傳統(tǒng)實(shí)訓(xùn)課教學(xué)，每周3學(xué)時(shí)，共18學(xué)時(shí)。

A組學(xué)時(shí)安排：正骨手法6學(xué)時(shí)、理筋手法3學(xué)時(shí)、小夾板固定3學(xué)時(shí)、石膏固定3學(xué)時(shí)、小外科技術(shù)操作3學(xué)時(shí)。學(xué)生接受虛擬仿真教學(xué)法，訓(xùn)練完成后進(jìn)入操作考核環(huán)節(jié)系統(tǒng)進(jìn)行自主正誤評(píng)判和指導(dǎo)老師評(píng)價(jià)的雙重評(píng)價(jià)并填寫調(diào)查評(píng)分報(bào)告。

B組學(xué)時(shí)安排：正骨手法6學(xué)時(shí)、理筋手法3學(xué)時(shí)、小夾板固定3學(xué)時(shí)、石膏固定3學(xué)時(shí)、小外科技術(shù)操作3學(xué)時(shí)。學(xué)生接受傳統(tǒng)實(shí)訓(xùn)課教學(xué)，教學(xué)完畢后指導(dǎo)教師進(jìn)行正誤評(píng)判并設(shè)置操作訓(xùn)練考核環(huán)節(jié)、填寫調(diào)查評(píng)分報(bào)告。

3.3? 考核分析

兩組學(xué)生在授課完畢后，完成操作訓(xùn)練考核并填寫教學(xué)滿意度調(diào)查表，最后效果評(píng)價(jià)分為以下兩部分。

3.3.1? 教師評(píng)分

由帶教老師結(jié)合教學(xué)內(nèi)容與計(jì)劃設(shè)計(jì)考核，并分別針對(duì)A、B組進(jìn)行評(píng)價(jià)并統(tǒng)計(jì)得分。

3.3.2? 學(xué)生填寫教學(xué)滿意度調(diào)查表

兩組學(xué)生在課程完成后均填寫教學(xué)滿意度調(diào)查表，調(diào)查評(píng)分內(nèi)容主要包括對(duì)教學(xué)模式、教學(xué)內(nèi)容、互動(dòng)反饋、學(xué)習(xí)效果四大板塊的調(diào)查，學(xué)生對(duì)每一方面進(jìn)行優(yōu)、良、一般、差、極差5個(gè)等級(jí)評(píng)分，分別使用5、4、3、2、1分表示。并將四個(gè)板塊的評(píng)分相加得出最終得分。

3.3.3? 統(tǒng)計(jì)分析

采用SPSS 20.0軟件分析數(shù)據(jù)，計(jì)量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（x±s）表示，兩組間采用t檢驗(yàn)，以P<0.05為差異具有顯著性。

4? 結(jié)果與討論

4.1? 結(jié)果

4.1.1? 教師評(píng)分

A組虛擬仿真教學(xué)法實(shí)訓(xùn)課操作考核平均分為86.0±5.3分，B組傳統(tǒng)實(shí)訓(xùn)課操作考核平均分為74.0±7.1分。根據(jù)考核分?jǐn)?shù)分析顯示，虛擬仿真教學(xué)法實(shí)訓(xùn)課和傳統(tǒng)實(shí)訓(xùn)課比較，學(xué)生臨床實(shí)踐操作能力顯著提高（P<0.05）。

4.1.2? 學(xué)生填寫調(diào)查評(píng)分

兩組學(xué)生教學(xué)滿意度調(diào)查表評(píng)分如表1所示。

結(jié)果顯示，A組學(xué)生滿意度（在教學(xué)模式、教學(xué)內(nèi)容、互助反饋、學(xué)習(xí)效果四方面）均顯著優(yōu)于B組（四方面均P<0.05）。

4.2? 討論

4.2.1? 虛擬仿真教學(xué)法的優(yōu)勢

虛擬仿真教學(xué)法實(shí)訓(xùn)課是我校中醫(yī)骨傷教研室在教學(xué)方法上的一種創(chuàng)新，目的在于提高中醫(yī)學(xué)專業(yè)學(xué)生在“中醫(yī)骨傷科學(xué)”的實(shí)踐操作能力。經(jīng)過教學(xué)實(shí)踐，虛擬仿真教學(xué)實(shí)訓(xùn)課可有效地提高學(xué)生的參與積極性及滿意度，并通過形象化的方式極大地提高了學(xué)生的臨床操作能力。虛擬仿真課堂操作系統(tǒng)通過構(gòu)建真實(shí)病案場景、案例分析及骨傷科學(xué)特色治療方法的方式，形象化、生動(dòng)化、趣味化地將知識(shí)深入淺出地傳授給學(xué)生，并通過反復(fù)多次練習(xí)強(qiáng)化記憶并使學(xué)生最終熟練掌握。更為重要的是，學(xué)生在虛擬仿真課堂中可以體驗(yàn)在治療過程中的相互作用力。例如在橈骨遠(yuǎn)端骨折案例中，學(xué)生進(jìn)行正骨手法操作時(shí)可以感受到肌肉收縮力和骨折斷端相互作用力。這種感受除了提供給學(xué)生真實(shí)感之外，更能使臨床醫(yī)學(xué)生感受到即將成為醫(yī)生的責(zé)任感與使命感。在科技迅猛發(fā)展的今天，為師者更應(yīng)緊跟時(shí)代潮流，把握學(xué)生發(fā)展動(dòng)態(tài)，將更符合90后的科技化、趣味化教育模式引入課堂，真正落實(shí)“以學(xué)生為中心”的教學(xué)改革，并通過提高學(xué)生的可實(shí)踐度、參與度與滿意度，達(dá)到“讓智慧出在指尖上”的目的。

4.2.2? 思考

虛擬仿真法是一種行之有效的教學(xué)方法改革創(chuàng)新，對(duì)于推動(dòng)“中醫(yī)骨傷科學(xué)”實(shí)訓(xùn)教學(xué)的改革與創(chuàng)新具有積極的促進(jìn)作用，并給其他學(xué)科的教學(xué)提供新的實(shí)訓(xùn)課教學(xué)方法思路。但同時(shí)，虛擬仿真法在實(shí)施過程中仍有一定問題，例如視頻質(zhì)量欠佳，缺乏更加豐富、復(fù)雜的病案，教師在學(xué)生操作過程中的指導(dǎo)力度不強(qiáng)等，有待在以后的教學(xué)改革中繼續(xù)探索。

5? 結(jié)? 論

基于虛擬仿真技術(shù)的虛擬仿真教學(xué)法立足于現(xiàn)代科技，解決“中醫(yī)骨傷科學(xué)”實(shí)訓(xùn)課中難以為學(xué)生提供真實(shí)病例反復(fù)訓(xùn)練的現(xiàn)狀。教學(xué)探索發(fā)現(xiàn)，虛擬仿真教學(xué)組學(xué)生操作考核平均分及學(xué)生滿意度均明顯優(yōu)于傳統(tǒng)教學(xué)組。研究表明，虛擬仿真教學(xué)法可為其他學(xué)科實(shí)訓(xùn)課教學(xué)提供思路，但也存在視頻質(zhì)量欠佳、病例局限等缺陷，需在今后的教學(xué)改革中繼續(xù)探索。

參考文獻(xiàn)：

[1] 劉俊寧，李楠，高弘建.中醫(yī)骨傷特色模塊臨床技能實(shí)訓(xùn)課的探索 [J].中國中醫(yī)藥現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育，2017，15（14）：8- 10.

[2] 余濤濤.數(shù)字媒體技術(shù)及相關(guān)應(yīng)用 [J].工業(yè)設(shè)計(jì)，2016（3）：89-91.

[3] 歐陽志友，袁春蕾.物聯(lián)網(wǎng)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)建設(shè)研究 [J].計(jì)算機(jī)教育，2017（12）：155-158.

作者簡介：周毅（1988—），男，漢族，江蘇丹陽人，主治醫(yī)師，碩士，研究方向：中醫(yī)骨傷科臨床及教學(xué);通訊作者：陳震（1987—），男，漢族，四川成都人，醫(yī)師，碩士，研究方向：中醫(yī)骨傷科學(xué)。